Tato studie, zveřejněná poprvé již v roce 2018, potvrdila, že koordinátorem komplexních interakcí mezi různými oblastmi lidského mozku, propojujícím naše vnímání s akcí, je prefrontální kůra, která slouží jako "pojivo našeho poznání".

Předchozí pokusy mapovat předávání informací z jedné mozkové oblasti do druhé využívaly procesy, jako je elektroencefalografie nebo magnetická rezonance. Ty jsou sice neinvazivní, nicméně nabízely jen nedokonalé rozlišení. 

Studie vedená vědci z Kalifornské univerzity v Berkeley proto využila proces zvaný elektrokortikografie, schopný zaznamenávat elektrickou aktivitu neuronů s výjimečnou přesností. Její výsledky publikoval odborný titul Nature Human Behavior.

Nejvíc práce má prefrontální kůra

Vědci umístili stovky malých elektrod přímo proti mozkové kůře, díky čemuž získali více prostorových detailů než z elektroencefalografu a lepší rozlišení v čase než při magnetické rezonanci. Mozkovou aktivitu monitorovali u pacientů podstupujících chirurgický zákrok zaměřený na léčení epilepsie.

Každý ze 16 testovaných pacientů plnil řadu úkolů, jež se lišily podle individuálního uspořádání elektrod. Při všech byla monitorována a krok za krokem sledována nervová aktivita. Účastníci experimentu měli za úkol buď vnímat podněty sluchem a reagovat na ně, nebo sledovat obrazy tváří či zvířat na monitoru a provést nějakou akci.

Některé úkoly byly složitější než jiné; jednoduchá akce zahrnovala třeba prosté opakování slova, zatímco při žádosti o složitější reakci měla testovaný člověk vymyslet k danému slovu jeho antonymum.

Vědci přitom sledovali, jak se ve zlomku vteřiny pohybuje v mozku elektrická aktivita z jedné oblasti - například z oblasti spojené s interpretací sluchových podnětů - do prefrontální kůry a do oblastí potřebných k formování činnosti, jako je motorická kůra.

Výsledky jasně, byť nepřekvapivě ukázaly, že stěžejní roli při řízení mozkové činnosti hraje prefrontální kůra. U některých úkolů sice toho moc dělat nemusela, ale jiné od ní vyžadovaly tvrdou práci: musela zvládat přijímat signály z více částí mozku, koordinovat rozpoznávání slov, vyhledávat případné vzpomínky, a teprve poté umožnit svalové hmotě, aby reagovala.

"Frontální kůra je hlavní drigent, který spojuje všechny věci dohromady pro konečný výstup. Je to pojivo, které lepí poznání," uvedl tehdy Robert Knight, neurolog z Kalifornské univerzity v Berkeley. 

Proč lidé někdy mluví dříve, než myslí

Výzkum ukázal, že prefrontální kůra zůstává aktivní po většinu myšlenkového procesu a čím rychleji předávala signál z jedné mozkové oblasti do druhé, tím rychleji lidé reagovali na podnět.

"Předchozí studie prováděné za pomoci magnetické rezonance často zjišťovaly, že se zvyšující se obtížností úkolu přibývá mozkové aktivity, a to zvláště v prefrontální kůře. Nyní vidíme nejen to, že neurony pracují opravdu tvrdě a neustále vystřelují, ale také to, že se zapojuje více oblastí mozkové kůry," uvedl hlavní autor studie, neurolog Avgusta Shestyuk.

Překvapivé přitom bylo, že vědcům se podařilo získat podrobnosti o přesném časovém harmonogramu, v němž se začaly jednotlivé mozkové oblasti zapojovat do procesu. Některé z nich se totiž "rozsvítily" pozoruhodně brzy, často již během stimulu, což naznačuje, že náš mozek je připravuje k reakci ještě předtím, než zpracuje kompletní odpověď.

"To by mohlo vysvětlovat, proč lidé někdy řeknou něco dříve, nežli to domyslí," uvedl na závěr Shestyuk.